Глава VII. АСИМПТОТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
104. Пусть
— система
дифференциальных уравнений, X — функции
Они разлагаются в степенные ряды по х и периодичны по
с периодом
Пусть
— частное периодическое решение этих уравнений;
будут периодическими функциями
с периодом
Положим
Получим
где Н будут функциями
периодическими по
и разложимыми в ряд по степеням
но в разложении не будет содержаться члена, не зависящего от
Если
очень малы и мы пренебрегаем их квадратами, то уравнения (2) сводятся к уравнениям
которые являются уравнениями в вариациях уравнений (1).
Они линейны и имеют периодические коэффициенты. Известен вид их общего решения, а именно:
где А — постоянные интегрирования, а — фиксированные константы, называемые характеристическими показателями, ф - периодические функции
Тогда, если положим
уравнения (2) примут вид
где
функции от
того же вида, что и S.
Мы можем далее записать
где
представляет множество членов
степени
по
Что касается уравнений (3), то они примут вид
Попытаемся найти теперь вид общих решений уравнений (2) и (2). Я утверждаю, что мы должны найти функции, разложенные в ряд по степеням
коэффициенты которых периодические функции от
Мы можем тогда записать
где
представляет множество членов
степени
по А.
Заменим
их значениями в
и найдем
где
обозначает множество членов степени
по
Мы найдем тогда
Эти уравнения позволят последовательно вычислить
В самом деле,
зависит лишь от
Если мы предположим, что эти величины были заранее вычислены, то сможем записать
в следующем виде:
где
положительные целые числа, сумма которых равна
периодическая функция.
Можно еще записать
где С — вообще говоря, комплексный коэффициент, а у — положительное или отрицательное целое число. Для краткости положим
тогда получим
Но этому уравнению можно удовлетворить, полагая
Исключение составляет случай, когда
В этом случае в формулах возникнут члены с
Рассмотрение этого частного случая мы отложим.